Síntese, caracterização e capacidade adsortiva de compósito magnético Fe304/carbopol

Resumo

A magnetita (Fe304) é um óxido misto formado por Fe2+ e Fe3+, que quando combinado com polímeros pode apresentar aplicações como adsorvente magnético. Um interessante polímero para ser combinado com a magnetita é o carbômero rico em grupamentos carboxila denominado carbopol. No presente trabalho, um nanocompósito resultante da associação da magnetita com carbopol foi sintetizado e caracterizado por TGA/DTA e FTIR no estado sólido, por medidas de diâmetro hidrodinâmico (Dh) e potencial zeta (ZP) em suspensão. A reologia estacionária foi utilizada para avaliar o perfil de fluxo das suspensões. Foi avaliada a capacidade adsortiva do material utilizando-se azul de metileno (AM) como molécula modelo. A magnetita utilizada no presente estudo foi produzida pelo método hidrotérmico. A partir da suspensão obtida, três compósitos foram preparados pela incorporação de 0,50, 0,25 e 0,05% m/v de carbopol, respectivamente. Após lavagem, os materiais foram caracterizados. Na curva TG dos compósitos, pode-se observar uma proporcionalidade entre o teor de matéria orgânica utilizada inicialmente e o teor incorporado nas amostras. No FTIR dos compósitos (C1-C3) e ferrita pura (Fe) em KBr pode ser evidenciada a presença das bandas referentes às ligações Fe-O e bandas atribuídas à parte orgânica, confirmando a ligação entre as espécies. As suspensões diluídas mostraram valores de Dh da ordem de 250-700 nm e valores de ZP de -30 a -40 mV. As análises reológicas mostraram comportamento pseudoplástico e tixotrópico para C1 e C2 e um comportamento quase-newtoniano para C3. Isso demonstra que quanto maior a concentração de matéria orgânica no óxido, mais intensas são as interações soluto-soluto e solvente-solvente, criando um comportamento gélico. O estudo de adsorção mostrou que C1 e C2 apresentaram uma alta eficiência na absorção de AM (> 85% à 60 ppm), enquanto que C3 apresentou baixa capacidade de absorver AM (< 5% a 60 ppm). Os resultados obtidos demonstram que o aumento na concentração de carbopol durante a síntese levou à formação de compósitos com maior quantidade de matéria orgânica incorporada. Além disso, os materiais exibiram significante capacidade de adsorver o azul de metileno do meio aquoso.